提高烟草材料填充力的干燥方法和实施该方法的装置制造方法及图纸

提高烟草材料填充力的干燥方法，是将潮湿的烟丝在干燥气流中输送，在管形干燥区段内干燥，然后与干燥气体分离。干燥气在进入干燥区段的进料口处的温度至少为２００℃，流速至少为３０米／秒；干燥气在干燥区段进料口处的流速至多为１００米／秒。在干燥区段内降低烟草材料和周围干燥气体间的局部传热和局部传质系数，在降低干燥气的流速的同时，降低烟草材料的流速。在干燥区段的末端处，干燥气的流速至多为１５米／秒，温度至多１３０℃。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及提高烟草材料填充力的干燥方法和实施这一方法的装置。在技术上复杂的烟丝流动干燥过程中，欲干燥的烟草材料在热干燥气流中干燥，其目的是将几个在某种程度上相互矛盾的工艺目标结合起来。从工艺技术的观点来看，最好的解决办法是使所要求的有关功能达到最佳值。这些不同的目标功能可以组合成与产品和工艺特点有关的三组。产品物理性能组主要包括的目标功能是良好的烟草填充力，同时香烟的抽吸阻力较小，破坏少，产生稳定的烟头。产品的化学感觉性质构成第二组，其最佳状态的特点在于芳香保持力高、对组分的影响小和烟的香味令人满意。最佳工艺要求的第三组是最低的能耗和从环境保护观点来看废气排放物最少。三组不同目标的各个目标功能主要受下表所列的工艺参数支配，即干燥前后的烟草水分，处理期间烟草表面和周围干燥气体之间的局部传热及传质系数，以及干燥气体的比热。 要实现产品的最佳物理性能，求烟草在干燥前水分含量较高，原则上占湿重的40%应认为是实用的上限;还要求干燥后的烟草水分含量较低，在处理期间有最大可能的局部热交换和质量交换系数，以及干燥气体的比热尽可能高，这可以利用高水蒸汽含量来达到。相反，产物的最佳化学感觉性质要求干燥前的烟草水分基本上与通常的烟丝水分相当，约为湿重的18%至20%，而干燥后的烟草水分不少于通常的香烟水分，即12%左右(同样按湿重计)。在干燥期间，局部热交换和质量交换应保持尽可能地低;同样，为了防止蒸汽蒸馏，干燥气中的水蒸汽含量也应该保持尽可能地低。为减小环境污染，所要求的工艺特点是出口空气温度尽量低，烟草材料干燥前后的水分含量差尽量小，以及干燥气中水蒸汽含量低。DE 34，41，649 A1叙述了一种减少膨胀的烟草水分含量的方法，在该方法中将膨胀的烟草在干燥机中用热气体在约340℃至约510℃的温度范围内干燥。选定烟草在一个或多个串联的干燥机内的停留时间，使所得烟草产品的水分含量约为干燥机输出产品重量的3%至6%。具体地说，干燥气体在干燥机内保持约510℃的恒定温度。DE 31 47 846 A1公开了一种改进烟草材料填充力的方法，它是利用减压使湿润的烟草材料膨胀，接着干燥以处理水分。将水分含量为15%至80%的烟草材料干燥到水分含量为2%至16%，上述含量均相对于湿烟草材料而言。干燥气体的温度在50℃到1000℃之间，最好是100℃以上。一台膨胀装置安装在干燥区段的上游，它或是与该干燥区段分开，或是与其相连构成一个整体。由于所干燥的烟草材料在膨胀装置内的停留时间极短，所以它在膨胀装置本身内的干燥可以忽略。另一种增加切碎的烟草叶脉体积的方法是用至少含有水的浸泡剂将其浸泡，随后用含水蒸汽的干燥气体将浸泡过的烟草叶脉加热，此方法见于DE 30 37 885 A1。干燥气的温度约为105℃至250℃。烟草叶脉部分用气动输送系统输送通过膨胀区和干燥区，在膨胀区和干燥区内至少停留约10秒，干燥成最终水分含量至少为12.5%重量。最好是使烟草叶脉部分在干燥区的横截面展宽区域内沿垂直方向的输送速度降低，于是仅仅那些已干燥到预定干燥度的部分才被进一步输送出来。DE 32 46 513 A1叙述的一种干燥和疏松烟丝的方法中，将烟草引入一根导管，使带有蒸汽和空气的气流在约260℃至370℃的温度下以大于约30米/秒的流速流过导管。该导管包括一个由第一段和第二段串联而成的长管，第一段的横截面比第二段小，于是当气体流过时该区域内压力减小。烟草在该管内连续加速，但是达不到气流的速度。在一些情形里，先有技术中改进烟草填充力的方法是这样进行的用可汽化的液体或液化气，例如水、CO2、有机溶剂、氟利昂等，将烟草浸泡，随后将浸泡剂迅速汽化或升华。但是这一方法的缺点是，虽然它提供了填充力增加的膨胀产物，但是所生成的烟草的结构不特别稳定。相反，用这些产物制成的香烟会有所谓的热崩解现象，这是指吸烟时烟草结构崩溃。DE-PS-3 130 778公开了一种用所谓的冲击处理提高烟草材料填充力的方法，在该方法中将调理适当的烟草材料在快速流动的热气流中干燥很短时间，即，少于1秒钟。由于这种冲击式的处理，烟草表面在很短的时间内干燥，对仍然潮湿的烟草内部构成了某种保护层。虽然用此方法可以得到令人满意的产物物理性能，但是在化学感觉和经济/生态方面被大大忽略了。因此，本专利技术的目的之一是提供在前序中谈到的那类方法和装置，其中排除了先有技术的缺点;具体地说，作为香烟填料使用的烟草材料的物理和化学感觉性质得到改进，在本专利技术的一项特别优选的实施方案中，由这一方法造成的环境污染被保持得尽量低。本专利技术对提高烟草材料填充力的方法提出改进，在该方法中，潮湿的烟丝在干燥气体流中被输送，在管式干燥区段的干燥气体的温度至少为200℃，流速至少为30米/秒，干燥气体的流速在干燥区段内下降，本专利技术的改进是，干燥气体在进料装置处的流速至多为100米/秒，为了降低烟草材料表面与周围干燥气体之间的局部传热及传质系数，在降低干燥气体流速的同时，也降低了烟草材料在干燥区段内的流速，干燥气体在干燥区段末端处的流速至多为15米/秒，而干燥气体在干燥区段末端处的温度至多为130℃。本专利技术还对进行该方法的装置提出改进，该装置包括用来传输干燥气体和烟草材料的混合物的管状干燥区段，本专利技术的改进是，干燥区段的下游端的横截面积为干燥区段上游端横截面积的3至5倍。本专利技术的其它优越的实施方案公开于文后所附权利要求的特征之中。本专利技术方法的优点在于，预处理的(即切断和潮湿的)烟草材料在干燥区段内于热气流中输运以进行干燥，当流经干燥区段时，烟草材料的局部传热和传质系数从干燥区段开始处的很高数值连续地减少到干燥区段下游端的较低数值。结果是，与上述的冲击式处理一样，各个烟丝的表面都被迅速固定，形成了一个壳层，对于仍然潮湿的烟草材料起着某种“胸衣”的作用。然后在进一步干燥的过程中，通过减慢热气体和烟草材料的流动速度使烟草表面与其周围的热气体之间的对流减小，结果减小了烟草材料和热气体之间的局部传热及传质系数。这一步骤首先保证了在浸湿过程中体积增大了的烟草纤维的最初干燥与固定的表面在进一步干燥时保持干燥，虽然水分从纤维内部连续地扩散到被固定的表面上;其次，它保证了干燥过程不会强烈到使烟草材料过热和对香味有不良影响。根据本专利技术，这一步骤还取决于对干燥气在干燥区段末端处的最大速度和最高温度的规定。根据本专利技术，可以看出对于在干燥过程输出端处这些工艺参数的规定与在干燥区段开始处相同参数值密切相关。烟草要干燥成其性能满足以下目标保持产物的物理和化学感觉性质，并且符合节省能量的要求，从而减小对环境的污染。作为烟草性能最优化的结果，可以确定在干燥区段入口和出口端处支配此工艺的这些参数的数值对。本专利技术的这一方法的特色在于对干燥操作开始与结束处以最小值和最大值形式规定这些数值对，而已知的先有技术方法在这方面很不明确，特别是没有对干燥装置内的特定位置规定这些基本的工艺参数。另外，由于干燥气与烟草材料的质量之比较低和由此引起的高的热交换及质量交换面积，所以能实现干燥气温度的快速下降。这进一步抵消了烟草的过热。因为要加热的干燥气的数量较小，所以干燥中的能耗可以保持很小，而且正如将要进一步解释的，干燥气在干燥过程末端处的低温将本文档来自技高网...

【技术保护点】
提高烟草材料填充力的干燥方法，是将潮湿的烟丝在干燥气流中输送，在管形干燥区段内干燥，然后与干燥气体分离。干燥气在进入干燥区段的进料口处的温度至少为２００℃，流速至少为３０米／秒；干燥气在干燥区段进料口处的流速至多为１００米／秒。在干燥区段内降低烟草材料和周围干燥气体间的局部传热和局部传质系数，在降低干燥气的流速的同时，降低烟草材料的流速。在干燥区段的末端处，干燥气的流速至多为１５米／秒，温度至多１３０℃。 干燥区段末端处的温度至多为１３０℃。

【技术特征摘要】
DE 1991-5-27 P4117329.51.一种提高烟草材料填充力的干燥方法，其中a)切断和潮湿的烟草材料在干燥气流中输送，在管状干燥区段内干燥，然后与干燥气分离，b)干燥气在进入干燥区段的进料装置内的温度至少为200℃，流速至少为30米/秒，和c)干燥气的流速在干燥区段内降低，其中d)干燥气在进料装置处的流速至多为100米/秒，e)为减小烟草材料的表面和周围干燥气之间的局部传热系数和局部传质系数，在降低干燥气流速的同时，烟草材料在干燥区段内的流速也降低；f)干燥气在干燥区段末端处的流速至多为15米/秒；和g)干燥气在干燥区段末端处的温度至多为130℃。2.根据权利要求1的方法，其中在干燥开始处的局部传热系数为800至100焦耳/秒·米2·开，在干燥末端处为120至180焦耳/秒·米2·开。3.根据权利要求1的方法，其中在干燥开始处的局部传质系数为1至2米/秒，在干燥末端处为0.15至0.25米/秒。4.根据权利要求1的方法，其中在干燥期间干燥气与烟草材料的质量比为1到3。5.根据权利要求1的方法，其中干燥气在干燥区段末端处的流速至少为8米/秒。6.根据权利要求1的方法，其中利...

【专利技术属性】
技术研发人员：W西尔什，A微斯，E里特邵斯，G朱尼蔓，CH科尼，I跑特科，F舒乐赫恩，H山姆尔，WJ斯东，
申请(专利权)人：英美烟草有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]